对高架桥桩基施工技术的探讨

施工技术　建材发展导向２０１２年５月　

对高架桥桩基施工技术的探讨　

曾维锋李西兴　（顺吉集团有限公司）　

摘要：为确保沙河至九龙湖高架桥桩基工程按期保质保量完成，针对桩基施工施工技术进行了探讨，以供参考。　关键词：高架桥；桩基；质量　

１工程概况　沙河至九龙湖高架桥全桥共１６联，８６跨，全桥除第７联跨３２９国道　采用变截面连续箱梁外，其余均采用先简支后连续部分预应力组合箱　梁。其下部结构：除３４、３５号桥墩采用整体花瓶式桥墩外，其余各墩均采　用分离柱式桥墩。全桥共有桩基７０４根，直径１．２ｍ。本桥的工程地质纵段　面变化不大，岩层埋深较深大概在一８０—９０ｍ，全桥都采用摩擦桩，摩擦　桩桩底允许沉淀厚度不超过２０ｃｍ。　２材料　（１）混凝土：自拌Ｃ２５水下混凝土。　（２）钢筋：采用江苏沙钢集团有限公司生产的钢筋。　（３）水泥：采用海螺４２．５级水泥。　（４）粗骨料：粗骨料采用级配良好的。　（５）细骨料：细骨料采用级配良好的福建闽江砂。　３施工工艺　（１）平整场地：早地采用填筑土石方或铺设路基板，水中采用搭设排　架或筑岛。排架搭设须牢固稳定，能承受工作时，所有动、静荷载，并考虑　施工机械能安全进出。　（２）施工放样：为保证桥位正确的关键，应确保基础位置的正确　桩　位按设计与墩台中心十字线相对位置设放。在旱地施工时采用坐标法直　接测定桩位；水中施工时，在排架上测定桩位十字护桩。测量结果应经测　量工程师复核签字。　（３）埋设护筒：护简采用钢制护筒，护筒内径应大于桩径２０～４０ｃｍ。　填筑式护筒挖埋后，顶端应高出地面３Ｏｃｍ；水中护简埋设受洪水影响，　护筒顶端应高出最高水位５０ｃｍ左右。护筒埋设尽可能深入到不透水层　粘性土内１～１．５ｍ，如遇河床为软土、淤泥、沙土时，最小埋深不得小于　３ｍ。护简接头处要求内部无突出物，能耐拉、压、不漏水。埋设护筒平面位　置的偏差一般应不大于５ｃｍ，护筒斜度的偏差应不大于１％。　（４）钻机就位：钻机就位后应控制好钻杆垂直度。严格控制钻机钻头　直径，应不小于桩径。　（５）钻孔：应先先送浆后开钻，泥浆泵要专人看管，并与钻机操作人　员密切联系，确定供应情况，观察泥浆质量（比重、含砂量、胶体率、粘度）　和浆面高度，并随时测量和调整，浓度要符合要求，浆面低于空口不的超　过０．５ｍ，特别是停钻时，发现露浆要及时补浆，要及时清除沉淀池中的钻　渣，杂物等，保持泥浆纯净，以免塌孔。　（６）成孑Ｌ检测：钻孔至设计标高后，清渣完成后（１ｈ左右），待孔内泥　浆和沉渣稳定时，开始对孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测（测锤重　４ｋｇ）。桩孔竖直度、扩孔或缩孔及桩径检测采用国际比较先进的ＤＭ一６０４　钻孔壁检测仪。　（７）清孔：清孔采用换浆法。用大功率泥浆泵从孔底将比重较大的泥　浆抽出，经过泥浆分离器一将钻渣很好的与泥浆分流，同时用小功率泥浆　泵将经过净化的泥浆经稀释后（降低泥浆比重）从孔入注入，这样循环换　置，当孔内泥浆比重达到１．１５时，含砂率小于２．５％，粘度２０Ｐａ．ｓ时，先停　止清孔，待钢筋笼就位后再进行二次清孔。　（８）钢筋骨架制作与就位：钢筋笼在加工场试拼后，用平板车（自制，　钢度满足运钢筋笼要求）运达桩位，用吊机进行钢筋笼安装。　①钢筋骨架的制作和吊放质量检验要求。（如表１）　表１　项次　检测项目　规定值或允许偏差　１　主筋间距　￣２０ｍｍ　２　箍筋间距　４－１０ｍｍ　３　倾斜度　：ｔＯ．５％　４　骨架外径　￣５ｒａｍ　５　保护层厚度　４－１０ｍｍ　６　中心平面位置　２０ｍｍ　７　顶端高程　￣２０ｍｍ　８　底面高程　４－５０ｍｍ　②主筋接头全部采用直螺纹套简连接，套筒长６ｃｍ。对单根钢筋做　好首尾标识，并将钢筋端部切平整，对钢筋首端螺纹制作成６ｃｍ长，对钢　

首先就近堆放。　５质量保证措施　土方开挖前应检查定位放线是否正确，合理安排土方运输车的行走　路线。施工过程中随时检查平面位置、水平标高、开挖深度、边坡坡度，并　随时观测周围的环境变化。　土方开挖工程质量检查标准（一）　允许偏差或允许值　项　序　项目　柱基基　挖方场地平整　管沟　地面基层　检验方法　坑基槽　人工　机械　１　标高　－５０　￣３０　￣５０　－５０　－５０　水准仪　主控　＋２０　＋３ｏ０　＋５００　项目　２　长度宽度　＋１００　－５０　经纬仪用钢尺量　－５０　—１００　－１５０　３　边坡　坡度为１：０．２　观察或坡度尺检查　般　ｌ　表面平整度　２０　２０　５０　２０　２０　用２ｍ靠尺或楔形塞　项目　尺检查　２　基底土性　设计要求　观察或土样分析　注：地面基层的偏差只适用于直接在挖填方土做地面的基层。　６安全文明施工措施　（１）严格遵守安全生产纪律和操作规程　制定专项安全检查方案，进　

・３０・　行详细的安全检查技术交底。　（２）在开挖前了解地质情况，控土时要注意土壁的稳定性，发现有裂　缝及可能时，人员要立即离开现场并及时处理。　（３）挖掘机挖土必须严格遵守由上而下逐层进行，禁止先挖放坡脚　或逆坡挖土。配合反铲挖掘机的清坡清底的工人，不准在机械回转半径　下工作。运土汽车停稳定后铲斗方可卸土禁止铲斗从汽车驾驶室上空越　过。　（４）机械挖土前检查离合器。钢丝绳等，经空车运转正常后再始作　业。机械操作中进铲不应过深，提升不应过猛。　（５）机械停在坚实的地基上，如地基土过差，可采取走道板等加固措　施。挖土机与挖空的基坑应保持不小于２ｍ安全检查距离，运土汽车不得　靠近基坑平行行驶，防止坍方翻车。基坑边ｌｍ内不得堆放积土，料具，堆　放高度不超过１．５ｍ，设备距基坑不得小于５ｍ。　７结束语　建筑工程施工中土方开挖技术的科学合理性对其工程的经济效益　与社会效益起到了关键的作用，对于施工质量与施工安全的保障也有着　重要的影响。

　建材发展导向２０１２年５月　施工技术　

筋尾端螺纹制作成３ｃｍ长。按照钢筋骨架的内径尺寸制块样板，将钢筋　围绕样板弯制加强筋圈。在加强筋圈上标出主筋位置，同时在主筋上标　出加强筋位置，在主筋长度范围内，放好全部加强筋圈，将两根主筋电焊　加强筋圈上，按钢筋上所标位置的记号互相对准，依次扶正加强筋并一　一焊好，再将其余主筋在钢筋圈上焊成骨架，并保证接头错开ｌｍ且分类　对齐。　③钢筋笼保护层厚度为４．５ｅｍ，保护层设置采用混凝土滑块（　９×　４ｃｍ）形式，用小１Ｏ圆筋从混凝土滑块中心穿过，并保证混凝土滑块能自　由滑动，再将圆筋点焊在主筋上，在每个加强筋的四周均布四个。　④存放时骨架下垫上等高木方，以防雨、防潮，并对骨架进行分段编　号。用１６ｔ吊车按编号分段就位，吊入孔内，吊放时避免碰撞孔壁。主筋采　用直螺纹套筒连接。为确保钢筋笼在下放和对接时偏位满足设计要求，　下放时钢筋笼要垂直下落，速度要均匀，并用经纬仪进行实时纠偏。笼架　达到设计标高后，对骨架采取定位措施，以十字固定在护筒内壁校正钢　筋笼位置，四周用钢筋焊接，固定其位置，防止笼架上浮。　⑤声测管按要求安设三根，声测管规格为￣５０ｘ１．５ｍｍ。三根声测管　与钢筋笼分节同时安装，没有钢筋笼的一节加辅助钢筋，辅助钢筋按设　计图纸布置，声测管必须保持与主筋平行，并用圆箍筋定位在加强筋上。　两根声测管接头时，应检查密封圈是否到位，如有脱落要及时按放上去。　接头处两枚螺丝一定要扭紧，以目测两接头的紧密度（扭到扭不动为　止）。每安装完一段后往管内注清水。　（９）导管就位：导管采用＆２８８ｘ８ｍｍ钢导管，导管内压经过闭水试验　检测，符合设计要求。导管安装时，接缝处垫０型胶圈以保证其牢固、不　漏水。进行二次清孔，用大功率泥浆泵通过导管从孔底将比重较大的泥　浆抽出，同时往孔内注入清水，这样循环换置孔内泥浆，为浇注水下混凝　土做好准备。　（１Ｏ）水下混凝土灌注：灌注前应对孔进行检查，经监理批准后方可　进行灌注。将首批混凝土灌入孔底后，应保证其埋管深度。灌注开始后，　应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。还应防止混凝土从漏斗溢出或漏斗　外掉入孔内，致使测深不准确。拆除导管动作要快，一般不宜超过１５ｍｉｎ。　当混凝土面升至钢筋下端时，为防止钢筋顶托上升，可适当放缓灌注。为　确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌１．０　２．Ｏｍ高度。　根据首灌混凝土方量需要选用了２．５方和３．５方两种容量的料斗。　经计算，直径１．２桩基首灌混凝土方量与孔深关系如表２：　表２　

４施工质量控制　４．１成孔质量控制　钻孔桩成孔质量按招标、设计、技术规范规定控制。　成孔质量检测内容及要求：（如表３）　表３　项次　检测项目　规定值或允许偏差　１　孔中心位置　群桩：不大于１０ｃｍ单排桩：不大于５ｃｍ　２　孔径　不小于设计桩径　３　倾斜度　小于１％，且不大于５Ｏｃｍ　４　孔深　不小于设计规定　５　孔内沉淀厚度　不大于设计规定　６　清孔后泥浆指标　泥浆比重１．０３　１．１０，含砂率≤２％，粘度１７　２ＯＰａ．ｓ　７　扩孔率　小于ｌＯ％　４．２成桩质量检测与控制　４．２．１成桩质量检测　对混凝土质量进行超声波透射法检测；钻孔桩混凝土强度，依照标　准试块抗压强度确定。如上述检测表明桩基质量有问题，又不能确定时，　采用钻芯取样进行检测。并以其检测结论为最后判定依据。　４．２．２成桩质量控制（如表４）　４－３施工中常遇到的问题及解决方法（如表５）　５结束语　桩基施工质量关系到整个桥梁结构的工程质量，桩基施工过程中，　遇到预想不到的难题也是不可避免的，这就需要工程师根据具体情况，　表４　项次　检测项目　规定值或允许偏差　ｌ　混凝土强度（ＭＰａ）　在合格标准内　２　桩位　群桩：不大于１０ｃｍ；　３　沉淀厚度　摩擦≤２Ｏｃｍ；　４　钢筋骨架底面高程　￣５ｅｍ　表５　类　原因　预防及处理措施　①护筒埋置过浅，周围封填不密　①坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护　漏水；　’筒周围回填土，夯实，得新钻孔；　②操作不当，如提钻头、冲击　②轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高　（抓）锥或掏渣筒倾倒，或放钢筋　水位；　骨架时碰撞孔壁　③严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定　③泥浆稠度小，起不到护壁作　后采用低速钻进；　坍孔　④汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采　用；　取升高护筒，啬水头或用虹吸管等措旌保　④泥浆水位高度不够，对孔壁压　证水头相对稳定；　力小；　⑤提升钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽　⑤向孔内加水时流速过大，直接　量不要碰撞孔壁；　冲刷孔壁；　⑥在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并　⑥在松软砂层中钻进，进尺太快　用较好泥浆护壁　①桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻　①检查、纠正桩架，使之垂直稳固，并对导　机磨耗，部件松动：　架进行水平与垂直校正和对钻孔没各加以　②土层软硬不匀，致使钻头受力　检修；　钻孔　不均；　②偏斜过大时，填入土石（砂或砾石）重新　偏斜　③钻孔中遇有较大孤石、探头石；　钻进，控制钻速；　④扩孔较大处，钻头摆动偏向一　③如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机　方；　时，用低速，将石打碎，倾斜基岩时，可用混　⑤钻杆弯曲，接头不正　凝土填平，待其凝固后再钻研　①孔内出现梅花孔、探头石、缩　孔等未及时处理；　①对于向下能活动的上卡，可用上下提升　②钻头被坍孔落下的石块或误　法，即上、下提动钻头，并配以将钢丝绳左　落入孔内的大工具卡住；　右拔移、旋转；　③入孔较深的钢护筒倾斜或下　②卡钻不宜强提，只宜轻提，经提不动时，　卡钻　端被钻头撞击严重变形；　可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的方法将钻　④钻头尺寸不统一，焊接的钻头　锥周围的钻渣松动后再提出；　过大；　③施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜；钻　⑤下钻头太猛，或钢绳过长，使　头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要　钻头倾斜卡在孔壁上；　太过猛过快　⑥冲击钻孔，尤易产生卡钻情况　①卡钻时应设保护绳方能适度强提，严防钻　①卡钻时强提强拉、操作不当，　头空打：　使钢丝绳或钻杆疲劳断裂；　②经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；　掉钻　②钻杆接头不良或滑丝：　③掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等　③马达接线错误，使不应反转的　工具打捞，若落体已被沙泥埋住，则应用冲、　钻机反转，钻杆松脱　吸的方法，先清除泥沙，使打捞工具接触落　体后再打捞　①扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆　①注意采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大　扩孔　动过大所致；　的措施：　及缩　②缩孔原因是钻锥磨损过甚，焊　②注意及时焊补钻锥，并在软塑地层采用　孔　补不及时或因地层中有软塑土，　失水率小的优质泥浆护壁：　③已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反　遇水膨胀后使孔径缩小　复扫孔以扩大孔径　及时采取有效的处理措施，方能保质保量地完成桥梁桩基的施工任务。